Электротехника. Лаба 1. Лаба Электротехника 1.1. Отчет по лабораторной работе 1 Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с одним источником питания
 Скачать 125.97 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова» Технологический факультет Кафедра МСИА Отчет защищен с оценкой ____________
«_____» _________________ 2022 г. ОТЧЕТ по лабораторной работе №1 «Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с одним источником питания»(название лабораторной работы)
Студенты группы ПС-11 ___________ Блавацкий Г.В. ___________ Липунов И.В. ___________ Абрамов В.В. Преподаватель ___________ Тереньтев С.А подпись Бийск 2022 Цель работы: Исследование мостовой цепи постоянного тока с резистивным датчиком. Закрепление навыков расчета линейных электрических цепей с одним источником питания. Ознакомление с приемами и погрешностями измерения токов, напряжений и сопротивлений с помощью амперметра, и вольтметра. 3.1.1 Основные теоретические соотношения Мостовая цепь представляет собой четыре резистора соединенные по сторонам квадрата (Рисунок 3.1.1). В одну диагональ этого квадрата подсоединяется источник питания, а в другую нагрузка.  Рисунок 3.1.1 – Мостовая цепь Мост считается уравновешенным, если произведения сопротивлений противолежащих плеч равны: R1·R22 = R20·R23, тогда ток в измерительной диагонали равен нулю(  = 0).Из условия равновесия моста следует:  (1)Величина сопротивления резистора R24 определяется по закону Ома:  (2)Рассчитать значение выходного напряжения Uвых моста постоянного тока можно, используя метод эквивалентного генератора:  (3)Uвых = Iвых·R24ср , (4) где Uх.х – напряжение холостого хода при разомкнутом резисторе R24 (SA13 в положении «3»); R24ср – усредненное по нескольким опытам сопротивление резистора R24; Rк.з – сопротивление относительно точек разрыва моста при закороченном источнике входного напряжения. Rк.з можно определить экспериментально. Для этого необходимо переключателем SA13 установить режим холостого хода (поз. «3») и вольтметром PV1 измерить напряжение Uх.х; переключателем SА13 установить режим короткого замыкания (поз. «1») и амперметром РА3 измерить ток Iк.з. Далее определяется Rк.з по формуле:  (5)3.1.2 Схема лабораторного стенда Для выполнения лабораторной работы собирается схема, приведенная на рисунке 3.1.2.  Рисунок 3.1.2 – Электрическая схема лабораторной работы №1 При выполнении данной и всех последующих работ все выключатели (тумблеры), неиспользуемые в работе, должны быть выключены (установлены в нижнее положение). 3.1.3 Задания на выполнение лабораторной работы Для выполнения лабораторной работы собирается схема питания ЛАТРа TV2. Тумблер переключения пределов регулирования напряжения ЛАТРа установить в положение «0–100». Напряжение на выходе ЛАТРа регулируется двумя переключателями: левый – с шагом 10 В и правый – с шагом 1 В. Напряжение на выходе ЛАТРа устанавливается равным 12 В, т.е. левый переключатель ЛАТРа устанавливается в положение 10 В, правый – в 2 В. Включить тумблер SA3. Включить тумблер SA11. Включить измерительный мост тумблером SА7. Технические данные измерительного моста: R20 = 4,7 кОм; R22 = 10,0 кОм; R23 = 4,7 кОм. Задание 1 Изучить (п. 3.1.1) и собрать схему измерительного моста (п. 3.1.2). SA13 установить в положение 2, т.е. резистор нагрузки R24 подключен. По схеме определить используемые измерительные приборы. Включить стенд (кнопка SВ1). Оценить показания измерительных приборов. В случае отклонения стрелки прибора влево от нуля, необходимо незамедлительно переключить полярность с помощью тумблера «+/–» (верхнее положение соответствует «+»). Если стрелка прибора «зашкаливает» –незамедлительно выключить стенд. Перед проведением измерений необходимо определить цену деления шкалы для вольтметра PV1 и амперметра РА3 в соответствии с выражением:  (6)где Xm – предел измерения прибора; Nm – общее число делений в шкале. Предел измерения вольтметра PV1 составляет 5 В. Предел измерения амперметра РА3 необходимо выбирать равным 2,5 мА, нажимая при каждом снятии показаний соответствующую кнопку. Для снятия показаний используется соотношение:  где X – значение измеряемой величины в единицах измерения; α – цена деления шкалы; N – отсчет на шкале в делениях. Установить сопротивление резистора R1 по очереди 0; 5; 10 кОм. С помощью вольтметра PV1 и амперметра РА3 измерить напряжение и силу тока на резисторе R24. Полученные экспериментальные данные занести в таблицу 1 в верхние строки соответствующих ячеек. Нижние строки используются для внесения теоретически рассчитанных значений (формулы (3) и (4)). Таблица 1 - Экспериментальные данные для задания 1
Задание 2 Тумблер SA13 установить в положение «3». Измерить напряжение Uх.х для заданных в таблице 2 значений сопротивления резистора R1. Тумблер SA13 установить в положение «1». Измерить ток короткого замыкания Iк.з для заданных в таблице 2 значений сопротивления резистора R1. Таблица 2 - Экспериментальные данные для задания 2
Задание 3 Тумблер SA13 установить в положение «2». Изменяя сопротивление резистора R1 от 0 до 10 кОм, снять экспериментальную зависимость Uвых = f(R1). Учесть знак показаний вольтметра. Результаты записать в таблицу 3 Таблица 3 - Экспериментальные данные для задания 3
* – изменяя сопротивление резистора R1 с помощью всех трех переключателей, добиться по показаниям вольтметра PV1 точного значения равновесия моста, т.е. Uвых = 0. 3.1.4 Обработка результатов экспериментов Задание 1 По показаниям вольтметра и амперметра в таблице 1 определить значение сопротивления резистора R24, используя выражение (2). Определить среднее значение сопротивления резистора R24:  (7)Рассчитать относительные погрешности R24. За действительное значение принять среднее значение сопротивления R24ср. Погрешности определяются по следующим формулам:  (8)где ΔX – абсолютная погрешность; X – найденное в результате измерения значение измеряемой величины; Xд – действительное значение измеряемой величины (Возможные варианты: 1. показания эталонных измерительных приборов, 2. среднее значение измеряемой величины, 3. справочное значение 4. расчетное значение).  (9)где δX – относительная погрешность. Задание 2 Для трех значений резистора R1 в таблице 2 определить значения Rк.з в соответствии с выражением (5). Методом эквивалентного генератора (выражения (3) и (4)) рассчитать значения выходных сил токов и напряжений моста для R1 равных 0; 5; 10 кОм. Приняв расчетные значения за действительные, найти абсолютные и относительные погрешности измеренных токов и напряжений по формулам (8) и (9). Результаты записать в таблицу 1. Задание 3 По данным из таблицы 3 построить график зависимости Uвых = f(R1). Учесть знак показаний вольтметра.  Рассчитать теоретическое значение сопротивления резистора R1, соответствующее равновесию моста с помощью выражения (1). Сравнить его с опытным, в таблице 3 для Uвых = 0 В. Определить относительную погрешность значения R1, найденного опытным путем. 3.1.5 Вывод Была исследована мостовая цепь постоянного тока с резистивным датчиком. Закреплены навыков расчета линейных электрических цепей. Ознакомились с расчётом погрешностей измерения токов, напряжений и сопротивлений с помощью амперметра, и вольтметра. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||